Question

某旅游勝地欲開發(fā)一座景觀山．從山的側(cè)面進行勘測，迎面山坡線ABC由同一平面內(nèi)的兩段拋物線組成，其中AB所在的拋物線以A為頂點、開口向下，BC所在的拋物線以C為頂點、開口向上．以過山腳（點C）的水平線為x軸、過山頂（點A）的鉛垂線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系如圖（單位：百米）．已知AB所在拋物線的解析式為y=-

1

4

x²+8，BC所在拋物線的解析式為y=

1

4

（x-8）²，且已知B（m，4）．
（1）設(shè)P（x，y）是山坡線AB上任意一點，用y表示x，并求點B的坐標(biāo)；
（2）從山頂開始、沿迎面山坡往山下鋪設(shè)觀景臺階．這種臺階每級的高度為20厘米，長度因坡度的大小而定，但不得小于20厘米，每級臺階的兩端點在坡面上（見圖）．
①分別求出前三級臺階的長度（精確到厘米）；
②這種臺階不能一直鋪到山腳，為什么？
（3）在山坡上的700米高度（點D）處恰好有一小塊平地，可以用來建造索道站．索道的起點選擇在山腳水平線上的點E處，OE=1600（米）．假設(shè)索道DE可近似地看成一段以E為頂點、開口向上的拋物線，解析式為y=

1

28

（x-16）²．試求索道的最大懸空高度．

Answer 1

（1）∵P（x，y）是山坡線AB上任意一點，
∴y=-

1

4

x²+8，x≥0，
∴x²=4（8-y），x=2

8-y

∵B（m，4），∴m=2

8-y

，
∴B（4，4）（4分）

（2）在山坡線AB上，x=2

8-y

，A（0，8）
①令y₀=8，得x₀=0；令y₁=8-0.002=7.998，
得x₁=2

0.002

≈0.08944
∴第一級臺階的長度為x₁-x₀=0.08944（百米）≈894（厘米）（6分）
同理，令y₂=8-2×0.002、y₃=8-3×0.002，
可得x₂≈0.12649、x₃≈0.15492
∴第二級臺階的長度為x₂-x₁=0.03705（百米）≈371（厘米）（7分）
第三級臺階的長度為x₃-x₂=0.02843（百米）≈284（厘米）（8分）
②取點B（4，4），
又取y=4+0.002，則x=2

3.998

≈3.99900
∵4-3.99900=0.001＜0.002
∴這種臺階不能從山頂一直鋪到點B，從而就不能一直鋪到山腳．（10分）

（3）D（2，7）、E（16，0）、B（4，4）、C（8，0）由圖可知，
只有當(dāng)索道在BC上方時，索道的懸空高度才有可能取最大值（11分）
索道在BC上方時，
懸空高度y=

1

28

（x-16）²-

1

4

（x-8）²=

1

14

（-3x²+40x-96）=-

3

14

（x-

20

3

）²+

8

3

（13分）
當(dāng)x=

20

3

時，ymax=

8

3

∴索道的最大懸空高度為

800

3

米．（14分）